面向能效 NOMA 无人机辅助物联网网络的无人机部署、设备调度与资源分配
信号处理
2021-03-17 v2
摘要
本文研究非正交多址（NOMA）增强的物联网（IoT）网络中的能效问题，其中利用移动无人机（UAV）作为飞行基站，通过 NOMA 协议从地面设备收集数据。为最大化网络能效，我们构建了无人机部署、设备调度与资源分配的联合问题。首先，我们将联合设备调度与频谱分配问题建模为三边匹配问题，并提出一种新颖的低复杂度近最优算法。我们还将“探索”这一新概念引入匹配博弈以进一步提升性能。通过算法分析，我们证明了最终匹配状态的收敛性与稳定性。其次，为向 IoT 设备分配合适的发射功率，我们采用 Dinkelbach 算法获得最优功率分配解。此外，我们基于圆盘覆盖问题提供了一种简单而有效的方法，以确定无人机停靠点的最优数量与位置，从而确保所有 IoT 设备均能通过视距（LoS）链路被无人机完全覆盖，以获得更好的信道条件。数值结果表明：i）所提联合无人机部署、设备调度与资源分配方案相比预定义静止无人机部署情形与固定功率分配方案实现了显著更高的能效（EE），且复杂度可接受；ii）采用 NOMA 的无人机辅助 IoT 网络在接入设备数量上大幅优于正交多址（OMA）情形。
引用
@article{arxiv.2103.06618,
title = {UAV Deployment, Device Scheduling and Resource Allocation for Energy-Efficient UAV-Aided IoT Networks with NOMA},
author = {Jingjing Zhao and Kaiquan Cai and Yanbo Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.06618},
year = {2021}
}